GDB十分鐘教程

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GDB十分鐘教程

作者: liigo
原文連結: http://blog.csdn.net/liigo/archive/2006/01/17/582231.aspx
日期: 2006年1月16日

本文寫給主要工作在Windows作業系統下而又須要開發一些跨平台軟體的程式猿朋友，以及程式愛好者。

GDB是一個由GNU開源組織公布的、UNIX/LINUX作業系統下的、基於命令列的、功能強大的程式調試工具。

GDB中的命令固然非常多，但我們僅僅需掌握當中十個左右的命令，就大致能夠完畢日常的主要的程式調試工作。

命令	解釋	示範範例
file <檔案名稱>	載入被調試的可運行程式檔案。 由於一般都在被偵錯工具所在檔案夾下運行GDB，因而文本名不須要帶路徑。	(gdb) file gdb-sample
r	Run的簡寫，執行被調試的程式。 假設此前沒有下過斷點，則執行完整個程式；假設有斷點，則程式暫停在第一個可用斷點處。	(gdb) r
c	Continue的簡寫，繼續運行被偵錯工具，直至下一個斷點或程式結束。	(gdb) c
b <行號> b <函數名稱> b *<函數名稱> b *<代碼地址> d [編號]	b: Breakpoint的簡寫，設定斷點。兩能夠使用“行號”“函數名稱”“運行地址”等方式指定斷點位置。 當中在函數名稱前面加“*”符號表示將斷點設定在“由編譯器產生的prolog代碼處”。假設不瞭解彙編，能夠不予理會此使用方法。 d: Delete breakpoint的簡寫，刪除指定編號的某個斷點，或刪除全部斷點。斷點編號從1開始遞增。	(gdb) b 8 (gdb) b main (gdb) b *main (gdb) b *0x804835c (gdb) d
s, n	s: 運行一行來源程式代碼，假設此行代碼中有函數調用，則進入該函數； n: 運行一行來源程式代碼，此行代碼中的函數調用也一併運行。 s 相當於其他調試器中的“Step Into (單步跟蹤進入)”； n 相當於其他調試器中的“Step Over (單步跟蹤)”。 這兩個命令必須在有源碼調試資訊的情況下才幹夠使用（GCC編譯時間使用“-g”參數）。	(gdb) s (gdb) n
si, ni	si命令相似於s命令，ni命令相似於n命令。所不同的是，這兩個命令（si/ni）所針對的是彙編指令，而s/n針對的是源碼。	(gdb) si (gdb) ni
p <變數名稱>	Print的簡寫，顯示指定變數（暫時變數或全域變數）的值。	(gdb) p i (gdb) p nGlobalVar
display ... undisplay <編號>	display，設定程式中斷後欲顯示的資料及其格式。 比如，假設希望每次程式中斷後能夠看到即將被啟動並執行下一條彙編指令，能夠使用命令 “display /i $pc” 當中 $pc 代表當前彙編指令，/i 表示以十六進行顯示。當須要關心彙編代碼時，此命令相當實用。 undispaly，取消先前的display設定，編號從1開始遞增。	(gdb) display /i $pc (gdb) undisplay 1
i	Info的簡寫，用於顯示各類資訊，詳情請查閱“help i”。	(gdb) i r
q	Quit的簡寫，退出GDB調試環境。	(gdb) q
help [命令名稱]	GDB協助命令，提供對GDB名種命令的解釋說明。 假設指定了“命令名稱”參數，則顯示該命令的具體說明；假設沒有指定參數，則分類顯示全部GDB命令，供使用者進一步瀏覽和查詢。	(gdb) help display

　

廢話不多說，以下開始實踐。

先給出一個示範範例用的小程式，C語言代碼，簡單的不能再簡單了：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

//此程式僅作為“GDB十分鐘教程”的示範範例代碼, by liigo //Email: [email protected] //blog: http://blog.csdn.net/liigo //WebSite: www.liigo.com #include <stdio.h> int nGlobalVar = 0; int tempFunction(int a, int b) {     printf("tempFunction is called, a = %d, b = %d /n", a, b);     return (a + b); } int main() {     int n;     n = 1;     n++;     n--;     nGlobalVar += 100;     nGlobalVar -= 12;     printf("n = %d, nGlobalVar = %d /n", n, nGlobalVar);     n = tempFunction(1, 2);     printf("n = %d", n);     return 0; }

請將此代碼複製出來並儲存到檔案 gdb-sample.c 中，然後切換到此檔案所在檔案夾，用GCC編譯之：

gcc gdb-sample.c -o gdb-sample -g

在上面的命令列中，使用 -o 參數指定了編譯產生的可運行檔案名稱為 gdb-sample，使用參數 -g 表示將源碼資訊編譯到可運行檔案裡。假設不使用參數 -g，會給後面的GDB調試造成不便。當然，假設我們沒有程式的源碼，自然也無從使用 -g 參數，調試/跟蹤時也僅僅能是彙編代碼層級的調試/跟蹤。

以下“gdb”命令啟動GDB，將首先顯示GDB說明，無論它：

GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh) Copyright 2003 Free Software Foundation, Inc. GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions. Type "show copying" to see the conditions. There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details. This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu". (gdb)

上面最後一行“(gdb) ”為GDB內部命令引導符，等待使用者輸入GDB命令。

以下使用“file”命令載入被偵錯工具 gdb-sample（這裡的 gdb-sample 即前面 GCC 編譯輸出的可運行檔案）：

(gdb) file gdb-sample Reading symbols from gdb-sample...done.

上面最後一行提示已經載入成功。

以下使用“r”命令運行（Run）被調試檔案，由於尚未設定不論什麼斷點，將直接運行到程式結束：

(gdb) r Starting program: /home/liigo/temp/test_jmp/test_jmp/gdb-sample n = 1, nGlobalVar = 88 tempFunction is called, a = 1, b = 2 n = 3 Program exited normally.

以下使用“b”命令在 main 函數開頭設定一個斷點（Breakpoint）：

(gdb) b main Breakpoint 1 at 0x804835c: file gdb-sample.c, line 19.

上面最後一行提示已經成功設定斷點，並給出了該斷點資訊：在源檔案 gdb-sample.c 第19行處設定斷點；這是本程式的第一個斷點（序號為1）；斷點處的代碼地址為 0x804835c（此值可能僅在本次調試過程中有效）。回過頭去看源碼，第19行中的代碼為“n = 1”，恰好是 main 函數中的第一個可運行語句（前面的“int n;”為變數定義語句，並不是可運行語句）。

再次使用“r”命令運行（Run）被偵錯工具：

(gdb) r Starting program: /home/liigo/temp/gdb-sample Breakpoint 1, main () at gdb-sample.c:19 19 n = 1;

程式中斷在gdb-sample.c第19行處，即main函數是第一個可運行語句處。

上面最後一行資訊為：下一條將要啟動並執行源碼為“n = 1;”，它是源碼檔案gdb-sample.c中的第19行。

以下使用“s”命令（Step）運行下一行代碼（即第19行“n = 1;”）：

(gdb) s 20 n++;

上面的資訊表示已經運行完“n = 1;”，並顯示下一條要啟動並執行代碼為第20行的“n++;”。

既然已經運行了“n = 1;”，即給變數 n 賦值為 1，那我們用“p”命令（Print）看一下變數 n 的值是不是 1 ：

(gdb) p n $1 = 1

果然是 1。（$1大致是表示這是第一次使用“p”命令——再次運行“p n”將顯示“$2 = 1”——此資訊應該沒有什麼用處。）

以下我們分別在第26行、tempFunction 函數開頭各設定一個斷點（分別使用命令“b 26”“b tempFunction”）：

(gdb) b 26 Breakpoint 2 at 0x804837b: file gdb-sample.c, line 26. (gdb) b tempFunction Breakpoint 3 at 0x804832e: file gdb-sample.c, line 12.

使用“c”命令繼續（Continue）運行被偵錯工具，程式將中斷在第二個斷點（26行），此時全域變數 nGlobalVar 的值應該是 88；再一次運行“c”命令，程式將中斷於第三個斷點（12行，tempFunction 函數開頭處），此時tempFunction 函數的兩個參數 a、b 的值應各自是 1 和 2：

(gdb) c Continuing. Breakpoint 2, main () at gdb-sample.c:26 26 printf("n = %d, nGlobalVar = %d /n", n, nGlobalVar); (gdb) p nGlobalVar $2 = 88 (gdb) c Continuing. n = 1, nGlobalVar = 88 Breakpoint 3, tempFunction (a=1, b=2) at gdb-sample.c:12 12 printf("tempFunction is called, a = %d, b = %d /n", a, b); (gdb) p a $3 = 1 (gdb) p b $4 = 2

上面反饋的資訊一切都在我們預料之中，哈哈~~~

再一次運行“c”命令（Continue），由於後面再也沒有其他斷點，程式將一直運行到結束：

(gdb) c Continuing. tempFunction is called, a = 1, b = 2 n = 3 Program exited normally.

　

有時候須要看到編譯器產生的彙編代碼，以進行彙編級的調試或跟蹤，又該怎樣操作呢？

這就要用到display命令“display /i $pc”了（此命令前面已有詳解）：

(gdb) display /i $pc (gdb)

此後程式再中斷時，就能夠顯示出彙編代碼了：

(gdb) r Starting program: /home/liigo/temp/test_jmp/test_jmp/gdb-sample Breakpoint 1, main () at gdb-sample.c:19 19 n = 1; 1: x/i $pc 0x804835c <main+16>: movl $0x1,0xfffffffc(%ebp)

看到了彙編代碼，“n = 1;”相應的彙編代碼是“movl $0x1,0xfffffffc(%ebp)”。

而且以後程式每次中斷都將顯示下一條彙編指定（“si”命令用於運行一條彙編代碼——差別於“s”運行一行C代碼）：

(gdb) si 20 n++; 1: x/i $pc 0x8048363 <main+23>: lea 0xfffffffc(%ebp),%eax (gdb) si 0x08048366 20 n++; 1: x/i $pc 0x8048366 <main+26>: incl (%eax) (gdb) si 21 n--; 1: x/i $pc 0x8048368 <main+28>: lea 0xfffffffc(%ebp),%eax (gdb) si 0x0804836b 21 n--; 1: x/i $pc 0x804836b <main+31>: decl (%eax) (gdb) si 23 nGlobalVar += 100; 1: x/i $pc 0x804836d <main+33>: addl $0x64,0x80494fc

　

接下來我們試一下命令“b *<函數名稱>”。

為了更簡明，有必要先刪除眼下全部斷點（使用“d”命令——Delete breakpoint）：

(gdb) d Delete all breakpoints? (y or n) y (gdb)

當被詢問是否刪除全部斷點時，輸入“y”並按斷行符號鍵就可以。

以下使用命令“b *main”在 main 函數的 prolog 代碼處設定斷點（prolog、epilog，分別表示編譯器在每一個函數的開頭和結尾自行插入的代碼）：

(gdb) b *main Breakpoint 4 at 0x804834c: file gdb-sample.c, line 17. (gdb) r The program being debugged has been started already. Start it from the beginning? (y or n) y Starting program: /home/liigo/temp/test_jmp/test_jmp/gdb-sample Breakpoint 4, main () at gdb-sample.c:17 17 { 1: x/i $pc 0x804834c <main>: push %ebp (gdb) si 0x0804834d 17 { 1: x/i $pc 0x804834d <main+1>: mov %esp,%ebp (gdb) si 0x0804834f in main () at gdb-sample.c:17 17 { 1: x/i $pc 0x804834f <main+3>: sub $0x8,%esp (gdb) si 0x08048352 17 { 1: x/i $pc 0x8048352 <main+6>: and $0xfffffff0,%esp (gdb) si 0x08048355 17 { 1: x/i $pc 0x8048355 <main+9>: mov $0x0,%eax (gdb) si 0x0804835a 17 { 1: x/i $pc 0x804835a <main+14>: sub %eax,%esp (gdb) si 19 n = 1; 1: x/i $pc 0x804835c <main+16>: movl $0x1,0xfffffffc(%ebp)

此時能夠使用“i r”命令顯示寄存器中的當前值———“i r”即“Infomation Register”：

(gdb) i r eax 0xbffff6a4 -1073744220 ecx 0x42015554 1107383636 edx 0x40016bc8 1073834952 ebx 0x42130a14 1108544020 esp 0xbffff6a0 0xbffff6a0 ebp 0xbffff6a8 0xbffff6a8 esi 0x40015360 1073828704 edi 0x80483f0 134513648 eip 0x8048366 0x8048366 eflags 0x386 902 cs 0x23 35 ss 0x2b 43 ds 0x2b 43 es 0x2b 43 fs 0x0 0 gs 0x33 51

當然也能夠顯示隨意一個指定的寄存器值：

(gdb) i r eax eax 0xbffff6a4 -1073744220

　

最後一個要介紹的命令是“q”，退出（Quit）GDB調試環境：

(gdb) q The program is running. Exit anyway? (y or n) y

 

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